一种可同步精准施肥或喷洒农药的喷灌一体机的制作方法

本发明涉及一种喷灌一体机，具体是一种可以在喷灌作物的同时同步进行精准施肥或喷洒农药的喷灌一体机，属于喷灌设备装备技术领域。

背景技术：

喷灌是利用喷头等专用设备把有压力水喷洒到空中，形成水滴落到地喷灌面和作物表面的灌溉方法，喷灌机又称喷灌机具、喷灌机组，即喷灌所采用的专用设备。

卷盘式喷灌机是喷灌机中比较常见的一种，是将牵引PE管缠绕在绞盘上、利用喷灌压力水驱动变速箱带动绞盘旋转，并牵引喷头车自动移动和喷洒的灌溉机械，卷盘式喷灌机能够灌溉大面积的农田，也可以根据喷头控制喷水量的大小，以满足使用者对喷灌水量的不同要求，是农田节水灌溉通常选用的喷灌设备，卷盘式喷灌机通常主要包括底架、卷盘、PE管、变速箱和喷头车，变速箱降速后带动链条传动产生较大的扭矩力驱动绞盘转动，从而实现PE管的自动回收。

精准施肥是精准农业的核心内容之一，所谓精准农业是利用GPS进行农田信息定位获取，包括产量监测、土样采集等，计算机系统通过对数据的分析处理，决策出农田地块的管理措施，把产量和土壤状态信息装入带有GPS设备的喷施器中，从而精确地给农田地块施肥、喷药；精准施肥又称自动变量施肥技术，可实现在每一操作单元上因土因作物全面平衡施肥，大大提高肥料利用率和施肥经济效益，减少对环境的不良影响，即根据作物生长的土壤性状分析作物的需肥规律，调节肥料的投入(包括施肥量、比例和时期)，充分利用土壤生产力以最少的肥料投入达到更高的收入，从而提高化肥利用率、,改善农田环境、增加农业种植效益。

现有的卷盘式喷灌机大多只适用于喷灌农作物，需要对大面积农作物进行施肥或喷洒农药时，则通常需要多次人工对肥料或药物进行喷洒，导致用工成本过高、劳动强度过大，并且，人工施肥或打药还存在喷洒不均匀的情况，影响作物的吸收及健康生长；现有技术中出现有直接与卷盘式喷灌机的PE管连接的肥料或农药溶液供给器，但这种供给器直接提供的是事先配置好的肥料或农药溶液，针对大面积农作物则需携带足够吨位的配置好的肥料或农药溶液，不仅携带不方便、而且耗费资源，同时易污染腐蚀PE管管壁、不易清理清洗，更无法实现因土因作物全面平衡的精准施肥。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种可同步精准施肥或喷洒农药的喷灌一体机，能够实现节约资源，降低用工成本，同时能够方便根据指令需要同步进行精准施肥或喷洒农药，进而实现高效喷灌的同时实现高效施肥或高效喷洒农药，特别适用于大面积农作物的精准施肥或喷洒农药。

为实现上述目的，本可同步精准施肥或喷洒农药的喷灌一体机包括底架、行走装置、喷灌装置、施肥或洒药装置和电控装置；底架包括副车架和伸缩前支撑，副车架通过回转支撑和定位连接机构与底架安装连接；行走装置安装在底架的下方，喷灌装置、施肥或洒药装置和电控装置均安装在副车架上；

所述的喷灌装置包括喷灌卷盘、喷灌PE管、变速箱、喷灌喷头车；喷灌卷盘通过支撑架架设安装在副车架上；喷灌PE管缠绕在喷灌卷盘上，喷灌PE管的输入端位置设有压力水截止阀；变速箱的输入端与变速箱驱动电机连接，变速箱的输出端上设有离合控制机构，变速箱的输出端通过传动机构与喷灌卷盘连接；喷灌喷头车包括喷灌桁架和安装在喷灌桁架上的多个互相连通的喷灌喷头，喷灌PE管的输出端与喷灌喷头连通连接；

所述的施肥或洒药装置包括施肥或洒药卷盘、施肥或洒药PE管、溶肥或溶药供应机构、施肥或洒药喷头车；施肥或洒药卷盘通过支撑架架设安装在副车架上，且施肥或洒药卷盘通过传动机构与变速箱的输出端连接；施肥或洒药PE管缠绕在施肥或洒药卷盘上；溶肥或溶药供应机构包括进水管路、溶液混合罐、肥料或农药添加机构、搅拌机构、溶液输出管路、溶液输出泵、溶液溢流阀、溶液泵出管路、溶液回流管路、溶液输出流量调节阀和溶液输出流量计；进水管路一端依次通过进水截止阀和三通连接阀与喷灌PE管输入端位置的压力水截止阀连接、另一端与溶液混合罐连通；溶液混合罐上设有液位控制机构；肥料或农药添加机构设置在溶液混合罐的上部、并与溶液混合罐连通，肥料或农药添加机构包括料仓和额定容量自动添加机构；搅拌机构固定安装在溶液混合罐上，包括搅拌电机和搅拌杆，搅拌杆一端伸入溶液混合罐内部、另一端与搅拌电机的输出轴固定连接；溶液输出管路的一端设置在溶液混合罐的下部、且与溶液混合罐连通，溶液输出管路的另一端与溶液输出泵的输入端连通，溶液输出泵通过溶液输出电机驱动，溶液输出泵的输出端与溶液溢流阀的输入端连接，溶液溢流阀的输出端与溶液泵出管路连通，溶液溢流阀的溢流端与溶液回流管路的一端连通，溶液回流管路的另一端向上延伸至溶液混合罐的上部并与溶液混合罐连通；溶液输出流量调节阀和溶液输出流量计均安装在溶液泵出管路上，溶液泵出管路的另一端与施肥或洒药PE管的输入端连通；施肥或洒药喷头车与喷灌喷头车的牵引方向相同、且施肥或洒药喷头车位于喷灌喷头车的前方，包括施肥或洒药桁架和安装在施肥或洒药桁架上的多个互相连通的施肥或洒药喷头，施肥或洒药PE管的输出端与施肥或洒药喷头连通连接；

所述的电控装置包括控制面板、控制器、电源回路、数据分析回路、溶肥或溶药控制回路、施肥或洒药控制回路、喷灌控制回路；控制面板上设有控制按钮和数据输入输出端口；控制器分别与喷灌装置的压力水截止阀、变速箱的变速箱驱动电机、变速箱的离合控制机构电连接，控制器分别与施肥或洒药装置的进水截止阀、液位控制机构、农药添加机构的额定容量自动添加机构、搅拌电机、溶液输出电机、溶液输出流量调节阀和溶液输出流量计电连接。

作为本发明的优选方案，所述的施肥或洒药卷盘与喷灌卷盘前后方向设置，且施肥或洒药卷盘设置在喷灌卷盘的正后方。

作为本发明的进一步改进方案，所述的溶液混合罐上还设有溶液浓度检测仪，溶液浓度检测仪的检测头伸入至溶液混合罐内部，溶液浓度检测仪与所述的电控装置的控制器电连接。

作为本发明的进一步改进方案，所述的喷灌喷头车的前部设有可容纳施肥或洒药喷头车的插接空间结构。

作为本发明的进一步改进方案，所述的变速箱的变速箱驱动电机是变频电机。

作为本发明的进一步改进方案，所述的喷灌PE管的输入端位置还设有压力水节流阀，压力水节流阀与所述的电控装置的控制器电连接。

作为本发明的进一步改进方案，所述的溶肥或溶药供应机构的进水管路上还设有进水节流阀，进水节流阀与所述的电控装置的控制器电连接。

作为本发明的进一步改进方案，所述的电控装置的数据输入输出端口包括无线发射和接收模块。

作为本发明的进一步改进方案，所述的变速箱的变速箱驱动电机、搅拌电机、溶液输出电机均是直流电动机，所述的电控装置的电源回路还包括蓄电池或锂电池、太阳能集电板，太阳能集电板与蓄电池或锂电池电连接。

作为本发明的进一步改进方案，所述的牵引施肥或洒药喷头车和/或喷灌喷头车上设有可收纳的、可调节长度的牵引杆或牵引绳。

与现有技术相比，本可同步精准施肥或喷洒农药的喷灌一体机的电控装置由于设有数据输入输出端口，因此可实时接收精准农业计算机控制系统通过对农田土壤土样数据的分析处理决策出农田地块的喷灌及精准施肥或喷洒农药的具体指标指令，进而可以实现喷灌的同时进行精准施肥或喷洒农药；由于采用施肥或洒药喷头车位于喷灌喷头车前方、且二者之间存在设定间距距离，因此PE管回收时是在喷灌过的农田上进行施肥或洒药，进而保证肥料或药物更好地被农田吸收，同时可以防止农田地表存留过多的肥料或药物、进而防止污染环境；由于施肥或洒药装置包括施肥或洒药卷盘、施肥或洒药PE管、溶肥或溶药供应机构、施肥或洒药喷头车，施肥或洒药卷盘是通过变速箱与喷灌装置同步连接的卷盘结构，因此可以实现同步放管与收管，由于使用时施肥或洒药喷头车与喷灌喷头车之间可根据需要设定不同的间距，因此可以保证喷灌的吸收效果的同时保证施肥或洒药的吸收效果；由于设置有溶液输出流量调节阀和溶液输出流量计，因此方便随时根据作业指令调节肥料或药物的输出流量实现精准施肥或喷洒农药，进而实现高效喷灌的同时实现高效施肥或高效喷洒农药，特别适用于大面积农作物的精准施肥或喷洒农药。

附图说明

图1是本发明PE管完全回收状态时的结构示意图；

图2是本发明溶肥或溶药供应机构的结构示意图；

图3是本发明工作状态时的结构示意图；

图4是图3的A向视图。

图中：1、底架，2、喷灌装置，21、喷灌卷盘，22、变速箱，23、喷灌喷头车，3、施肥或洒药装置，31、施肥或洒药卷盘，32、溶肥或溶药供应机构，321、溶液混合罐，322、肥料或农药添加机构，323、搅拌机构，324、溶液输出泵，325、溶液输出流量调节阀，326、溶液输出流量计，33、施肥或洒药喷头车，4、电控装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明(以下以喷灌喷头车23牵引拉出喷灌PE管的方向为前方描述)。

如图1、图3所示，本可同步精准施肥或喷洒农药的喷灌一体机包括底架1、行走装置、喷灌装置2、施肥或洒药装置3和电控装置4；底架1包括副车架和伸缩前支撑，副车架通过回转支撑和定位连接机构与底架1安装连接；行走装置安装在底架1的下方，喷灌装置2、施肥或洒药装置3和电控装置4均安装在副车架上。

所述的喷灌装置2包括喷灌卷盘21、喷灌PE管、变速箱22、喷灌喷头车23；喷灌卷盘21通过支撑架架设安装在副车架上；喷灌PE管缠绕在喷灌卷盘21上，喷灌PE管的输入端位置设有压力水截止阀；变速箱22的输入端与变速箱驱动电机连接，变速箱22的输出端上设有离合控制机构，变速箱22的输出端通过传动机构与喷灌卷盘21连接，变速箱驱动电机可控制变速箱22带动喷灌卷盘21回转实现喷灌PE管的回收；喷灌喷头车23包括喷灌桁架和安装在喷灌桁架上的多个互相连通的喷灌喷头，喷灌PE管的输出端与喷灌喷头连通连接。

所述的施肥或洒药装置3包括施肥或洒药卷盘31、施肥或洒药PE管、溶肥或溶药供应机构32、施肥或洒药喷头车33；施肥或洒药卷盘31通过支撑架架设安装在副车架上，且施肥或洒药卷盘31通过传动机构与变速箱22的输出端连接；施肥或洒药PE管缠绕在施肥或洒药卷盘31上；

如图2所示，溶肥或溶药供应机构32包括进水管路、溶液混合罐321、肥料或农药添加机构322、搅拌机构323、溶液输出管路、溶液输出泵324、溶液溢流阀、溶液泵出管路、溶液回流管路、溶液输出流量调节阀325和溶液输出流量计326；进水管路一端依次通过进水截止阀和三通连接阀与喷灌PE管输入端位置的压力水截止阀连接、另一端与溶液混合罐321连通；溶液混合罐321上设有液位控制机构；肥料或农药添加机构322设置在溶液混合罐321的上部、并与溶液混合罐321连通，肥料或农药添加机构322包括料仓和额定容量自动添加机构；搅拌机构323固定安装在溶液混合罐321上，包括搅拌电机和搅拌杆，搅拌杆一端伸入溶液混合罐321内部、另一端与搅拌电机的输出轴固定连接；溶液输出管路的一端设置在溶液混合罐321的下部、且与溶液混合罐321连通，溶液输出管路的另一端与溶液输出泵324的输入端连通，溶液输出泵324通过溶液输出电机驱动，溶液输出泵324的输出端与溶液溢流阀的输入端连接，溶液溢流阀的输出端与溶液泵出管路连通，溶液溢流阀的溢流端与溶液回流管路的一端连通，溶液回流管路的另一端向上延伸至溶液混合罐321的上部并与溶液混合罐321连通；溶液输出流量调节阀325和溶液输出流量计326均安装在溶液泵出管路上，溶液泵出管路的另一端与施肥或洒药PE管的输入端连通；

如图3、图4所示，施肥或洒药喷头车33与喷灌喷头车23的牵引方向相同、且施肥或洒药喷头车33位于喷灌喷头车23的前方，包括施肥或洒药桁架和安装在施肥或洒药桁架上的多个互相连通的施肥或洒药喷头，施肥或洒药PE管的输出端与施肥或洒药喷头连通连接。

所述的电控装置4包括控制面板、控制器、电源回路、数据分析回路、溶肥或溶药控制回路、施肥或洒药控制回路、喷灌控制回路；控制面板上设有控制按钮和数据输入输出端口；控制器内置有设定程序，控制器分别与喷灌装置2的压力水截止阀、变速箱22的变速箱驱动电机、变速箱22的离合控制机构电连接，控制器分别与施肥或洒药装置3的进水截止阀、液位控制机构、农药添加机构322的额定容量自动添加机构、搅拌电机、溶液输出电机、溶液输出流量调节阀325和溶液输出流量计326电连接。

本可同步精准施肥或喷洒农药的喷灌一体机被牵引拖至农田地头使用时，首先旋转副车架使喷灌喷头车23和施肥或洒药喷头车33正对需喷灌、精准施肥或喷洒农药的农田后定位副车架，然后控制伸出伸缩前支撑稳固支撑于地面，再将喷灌PE管的输入端位置的压力水截止阀的入口端通过压力水管路与压力水源的给水栓连通连接并打开给水栓，压力水截止阀和进水截止阀外部的压力水管路内即充满压力水；先放出施肥或洒药喷头车33并前移至设定间距距离后放出喷灌喷头车23，然后同步牵引施肥或洒药喷头车33和喷灌喷头车23前移使施肥或洒药PE管和喷灌PE管同步放出；同步牵引施肥或洒药喷头车33和喷灌喷头车23前移的同时，通过电控装置4控制面板上的数据输入输出端口进行作业指令接收，即接收精准农业计算机控制系统通过对该农田土壤土样数据的分析处理决策出该农田地块的喷灌及精准施肥或喷洒农药的具体指标指令；然后数据分析回路开始工作，电控装置4的控制器根据具体指标控制溶肥或溶药控制回路工作，控制器控制进水截止阀打开，压力水即经进水管路进入溶液混合罐321，同时控制农药添加机构322的额定容量自动添加机构将额定剂量的肥料或农药放入溶液混合罐321内，控制器控制搅拌电机启动，搅拌机构323的搅拌杆即进行肥料或农药与水的搅拌混合，当混合溶液液面通过液位控制机构反馈至设定位置时关闭进水截止阀；当施肥或洒药喷头车33和喷灌喷头车23前移至喷灌位置后，控制器控制压力水截止阀打开、并启动溶液输出电机，压力水即经喷灌PE管自喷灌喷头车23喷灌桁架上的喷灌喷头均匀喷出实现喷灌，同时，溶液混合罐321内均匀搅拌混合的混合溶液被溶液输出泵324泵出、经溶液泵出管路和施肥或洒药PE管自施肥或洒药喷头车33施肥或洒药桁架上的施肥或洒药喷头均匀喷出实现同步精准施肥或喷洒农药；控制器启动变速箱驱动电机，变速箱22即同步带动喷灌卷盘21和施肥或洒药卷盘31回转实现喷灌PE管和施肥或洒药PE管同步回收，喷灌期间可根据溶液输出流量计326反馈的溶液流量信息调节溶液输出流量调节阀325以实现溶液的输出量变化、多余的溶液经溶液回流管路回流至溶液混合罐321，还可根据液位控制机构的液位反馈随时控制进水截止阀进水和肥料或农药添加机构322入料进行混合溶液的配制；待喷灌PE管完全回收后控制器关闭压力水截止阀、并同时控制变速箱22的离合控制机构使喷灌卷盘21与变速箱22的输出端脱档分离，变速箱22继续带动施肥或洒药卷盘31回转，待施肥或洒药PE管完全回收后控制器关闭溶液输出电机、并同时控制变速箱22的离合控制机构使施肥或洒药卷盘31与变速箱22的输出端脱档分离后关闭变速箱驱动电机，即完成该农田的喷灌与同步精准施肥或喷洒农药。

由于精准施肥或喷洒农药的流量要远远小于喷灌作业的流量，因此施肥或洒药PE管的管径要远远小于喷灌PE管的管径，进而造成施肥或洒药卷盘31的外形尺寸远远小于喷灌卷盘21的外形尺寸，从而所述的施肥或洒药卷盘31可以采用与喷灌卷盘21同轴连接的方式与变速箱22的输出端连接，也可以采用与喷灌卷盘21前后设置的方式与变速箱22的输出端连接，由于前者会造成本可同步精准施肥或喷洒农药的喷灌一体机的整机宽度尺寸加大、不便于运输，而且会造成喷灌喷头车23与施肥或洒药喷头车33在左右方向上具有小间距、喷灌面积与施肥或洒药面积不完全重合、影响施肥或洒药效果，因此优选后者，即，作为本发明的优选方案，所述的施肥或洒药卷盘31与喷灌卷盘21前后方向设置；由于喷灌喷头车23和施肥或洒药喷头车33在PE管完全回收的状态时是架设在喷灌卷盘21和施肥或洒药卷盘31前部的副车架上，因此为了合理利用空间、避免喷灌喷头车23和施肥或洒药喷头车33回收架设过程中对施肥或洒药卷盘31造成碰撞损伤的风险，所述的施肥或洒药卷盘31设置在喷灌卷盘21的正后方。

为了针对不同的农作物实现不同的溶液浓度和准确控制溶液浓度，作为本发明的进一步改进方案，所述的溶液混合罐321上还设有溶液浓度检测仪，溶液浓度检测仪的检测头伸入至溶液混合罐321内部，溶液浓度检测仪与所述的电控装置4的控制器电连接，溶液浓度检测仪可实时给控制器反馈混合溶液的浓度变化，控制器可根据实时接收的作业指令要求的所需溶液浓度的设定程序控制进水截止阀或农药添加机构322的额定容量自动添加机构动作实现自动调节溶液浓度，进而实现更准确地控制溶液浓度。

为了进一步节省空间、减少副车架在前后方向上的长度尺寸，作为本发明的进一步改进方案，所述的喷灌喷头车23的前部设有可容纳施肥或洒药喷头车33的插接空间结构，在PE管完全回收的状态时施肥或洒药喷头车33可插接缩入在喷灌喷头车23的插接空间结构内，进而实现更小的占用空间。

为了便于根据不同的喷灌及精准施肥或喷洒农药的具体指标指令控制PE管的回卷速度，作为本发明的进一步改进方案，所述的变速箱22的变速箱驱动电机是变频电机。

为了便于实现控制喷灌量，作为本发明的进一步改进方案，所述的喷灌PE管的输入端位置还设有压力水节流阀，压力水节流阀与所述的电控装置4的控制器电连接，控制器可以通过控制压力水节流阀实现调节喷灌压力水的输出流量。

在配制混合溶液的过程中为了更准确地控制入水量，作为本发明的进一步改进方案，所述的溶肥或溶药供应机构32的进水管路上还设有进水节流阀，进水节流阀与所述的电控装置4的控制器电连接，配制混合溶液的过程中控制器可以通过控制进水节流阀实现调节进入溶液混合罐321内的水的流量，进而实现更准确地控制入水量。

为了便于随时接收喷灌及精准施肥或喷洒农药的具体指标指令，作为本发明的进一步改进方案，所述的电控装置4的数据输入输出端口包括无线发射和接收模块，通过无线发射和接收模块实现数据的输入或输出。

为了充分利用绿色能源、避免铺设较长的电源线进行电力连接，作为本发明的进一步改进方案，所述的变速箱22的变速箱驱动电机、搅拌电机、溶液输出电机均是直流电动机，所述的电控装置4的电源回路还包括蓄电池或锂电池、太阳能集电板，太阳能集电板与蓄电池或锂电池电连接。

为了便于同步牵引施肥或洒药喷头车33和喷灌喷头车23，作为本发明的进一步改进方案，所述的牵引施肥或洒药喷头车33和/或喷灌喷头车23上设有可收纳的、可调节长度的牵引杆或牵引绳，放出施肥或洒药喷头车33并前移至设定间距距离后将牵引杆或牵引绳与喷灌喷头车23连接即可实现方便同步牵引施肥或洒药喷头车33和喷灌喷头车23。

本可同步精准施肥或喷洒农药的喷灌一体机的电控装置4由于设有数据输入输出端口，因此可实时接收精准农业计算机控制系统通过对农田土壤土样数据的分析处理决策出农田地块的喷灌及精准施肥或喷洒农药的具体指标指令，进而可以实现喷灌的同时进行精准施肥或喷洒农药；由于采用施肥或洒药喷头车33位于喷灌喷头车23前方、且二者之间存在设定间距距离，因此PE管回收时是在喷灌过的农田上进行施肥或洒药，进而保证肥料或药物更好地被农田吸收，同时可以防止农田地表存留过多的肥料或药物、进而防止污染环境；由于施肥或洒药装置3包括施肥或洒药卷盘31、施肥或洒药PE管、溶肥或溶药供应机构32、施肥或洒药喷头车33，施肥或洒药卷盘31是通过变速箱22与喷灌装置2同步连接的卷盘结构，因此可以实现同步放管与收管，由于使用时施肥或洒药喷头车33与喷灌喷头车23之间可根据需要设定不同的间距，因此可以保证喷灌的吸收效果的同时保证施肥或洒药的吸收效果；由于设置有溶液输出流量调节阀325和溶液输出流量计326，因此方便随时根据作业指令调节肥料或药物的输出流量实现精准施肥或喷洒农药，进而实现高效喷灌的同时实现高效施肥或高效喷洒农药，特别适用于大面积农作物的精准施肥或喷洒农药。